浅谈电气控制线路的经验设计法的探讨

叶仙儒

【摘要】 电气控制线路的设计直接影响着整个控制系统的操作和运行。设计人员要从生产、维护等实际出发，多方面深入研究，设计出合理的、准确的电气线路。

【关键词】 电气控制 设计 调试

现代社会，随着科技智能化的发展，越来越多的电气控制线路被广泛应用到各类自动化中。电气自动化的高低程度与机械设备的安全和使用效能是密不可分的，机电一体化已发展成了一种总趋势。

经验设计法是根据生产机械对电气控制电路的要求，按照各电动机的控制方法，参照典型线路逐一分别设计局部线路，然后根据各部分的相互关系综合而成完整的控制线路。下面采用经验设计法设计一个简单的电气控制线路的电路图。题目要求：按下述要求画出某一台三相笼型异步电动机的电路图：（1）既能点动又能连续运转；（2）停止时采用反接制动；（3）能在两处启动、停止。

一、主电路的设计

从题目分析，所需要的电动机控制是点动、连续，两地控制，停止时采用反接制动控制。分析所学的控制线路，进行主电路的设计，很快就可以画出主电路的电路图，如图1所示。

二、控制线路的设计

认真、合理分析电气控制线路的控制要求，是电气工作者进行控制电路的设计的关键和重要依据。通过认真、具体地对控制要求的探讨和分析，结合实际，正确选择合适的控制方法和手段，把对电气的控制转化为对接触器和继电器的控制，优化控制电路。

通过分析，该控制电路有两地启动、停止功能，电动机要实现点动、连续控制，停止时采用反接制动。根据要求，选择基本控制电路，画出控制线路的电路图，如图2所示。

SB11、SB21分别是两地连续运转的启动按钮，SB12、SB22分别是两地点动控制的启动按钮， SB13、SB23分别是两地控制的停止按钮，急停按钮SB3，点动、连续正转控制接触器KM1，反接制动接触器KM2，为热继电器KH，速度继电器KS，电动机M。

工作原理分析：

按下SB12（或SB22），KM1线圈通电吸合，KM1主触头闭合，电动机点动正转；松开SB12（或SB22），KM1线圈失电断开，KM1主触头恢复断开，电动机停止正转。

按下SB11（或SB21），KM1线圈通电吸合，KM1主触头闭合，KM1自锁触头闭合，电动机连续正转。当电动机转速达到规定值时，速度继电器KS常开触头闭合 ；按下SB13或SB23， SB13（或SB23）常闭触点先分断，KM1线圈失电，KM1自锁触头先分断解除自锁，KM1主触头分断，M暂时失电；SB13（或SB23）常开触点后闭合，KM2线圈通电吸合，KM2自锁触头闭合自锁，KM2主触头闭合，电动机M串联电阻R反接制动；至电动机M转速下降到规定值时，KS常开触头分断，KM2线圈失电，KM2自锁触头分断解除自锁，KM2主触头分断，电动机M脱离电源停转，反接制动结束。

从原理上分析，上述控制电路能满足控制要求。然而细细分析，该电路不太安全，存在一定的安全隐患。当按下停止按钮SB13或SB23进行反接制动时，由于正转接触器KM1的主触头易发生熔焊或者被杂物卡阻等故障，即使KM1线圈失电，KM1主触头也无法分断开，这时反接制动接触器KM2通电吸合，KM2主触头闭合，造成电源两相短路故障。克服上述的不足，继续完善电路，如图3所示。

图3中分别添加了接触器KM1、KM2常闭触点，构成了接触器联锁。这样，KM1线圈通电吸合时，KM2线圈就无法得电，这样就避免了接触器KM1、KM2同时得电吸合，也避免了电源的相间短路故障。

图3控制线路具有必要的保护功能：过载保护（热继电器KH）、短路保护（FU1、FU2），急停（SB3）、按钮和接触器双重联锁，失压和欠压（KM1、KM2）。

三、线路的安装、调试

根据设计好的电路图，正确安装电路。

为了保证控制线路工作的可靠和安全，安装前，要正确选择可靠的电器元件，优先选用机械和电气使用寿命长，结构结实，动作稳定可靠，抗干扰性能好的电器。

安装时，要正确连接电器的触头、线圈。线路安装完成后，首先要根据线路图自行检查，确定安装线路的正确性。

其次，用万用表检查线路的工作情况。检查时，应先选择倍率合适的电阻挡位（一般选择R×100挡位），调零。对控制电路的检查：将万用表的两表笔分别接在FU2的两端。按下SB11（或SB12、SB21、SB22），万用表指针向右偏转，或按下KM1，指针向右偏转，再按下SB13（或SB23），指针向左偏转。对主电路的检查：万用表的两表笔分别接在L1-U、L2-V、L3-W两端，闭合QS，手动按下KM1或KM2，指针向右偏转；松开KM1或KM2，或断开QS，指针向左偏转。线路检查无误后方可通电试车。

电气控制线路的设计直接影响着整个控制系统的操作和运行。设计人员要从生产、维护等实际出发，多方深入研究，设计出合理的、准确的电气线路。

参 考 文 献

[1]李敬梅.电力拖动控制线路与技能训练（第四版），中国劳动出版社， 2007

[2]张高培.电机与电气线路，机械工业出版社， 2008